Question

【题目】一种以含铁废料（含Fe、FeO、Fe2O3以及不溶于酸的杂质）制备黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的工艺如下：

（1）“酸溶”时，硫酸应过量的原因是____和____。

（2）“氧化”的目的是____。不能用酸性KMnO4溶液检验“氧化”后的溶液中是否含有Fe2+，原因是____。(已知氧化性：酸性KMnO4＞Cl2＞Fe3+)

（3）如图是温度-pH与生成的含铁化合物的关系图，图中阴影部分是黄钠铁矾稳定存在的区域。

①“沉矾”反应的离子方程式为____。

②若“沉矾”反应在80℃时进行，则需控制溶液的pH范围是____。

③“氧化”后的溶液与Na2CO3溶液发生“沉矾”反应时，适宜的混合方式是____（填字母）。

a．将“氧化”后的溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中

b．将“氧化”后的溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中

c．将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有“氧化”后的溶液的反应容器中

Answer 1

【答案】使含铁废料充分溶解 抑制Fe2+、Fe3+水解 将Fe2+氧化为Fe3+ 氧化后的溶液中有Cl－，会使酸性KMnO4溶液褪色 2Na+＋6Fe3+＋4SO＋6CO＋6H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12＋ 6CO2 2.5～4.1 c

【解析】

废催化剂加入稀硫酸，发生Co+H2SO4=CoSO4+H2↑，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，过滤滤渣是不溶于酸的杂质，而滤液是硫酸钴、硫酸亚铁、硫酸铁与过量的硫酸的混合溶液，向滤液中加氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，然后加入碳酸钠调节pH=3得到黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，过滤分离出黄钠铁矾。

(1)“酸溶”时，加入过量硫酸能使含铁废料充分溶解，同时抑制溶液中Fe2+、Fe3+水解；

(2)“氧化”的目的是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；因溶液中含有Cl-，酸性KMnO4溶液同样能氧化Cl-，使溶液褪色，则无法判断 “氧化”后的溶液中是否含有Fe2+；

(3)①“沉矾”时加入碳酸钠调节pH=3得到黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，同时有CO2气体生成，则发生反应的离子方程式为2Na+＋6Fe3+＋4SO＋6CO＋6H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12＋ 6CO2；

②由图示可知，若“沉矾”反应在80℃时进行，则需控制溶液的pH范围是2.5～4.1左右；

③“氧化”后的溶液与Na2CO3溶液发生“沉矾”反应时，为准确控制溶液的pH应向“氧化”后的溶液滴加Na2CO3溶液，并控制滴加速度，防止滴加的Na2CO3溶液过量，即选项c正确，故答案为c。